При использовании нескольких ветрогенераторов, как будет выглядеть принципиальная схема и как будут происходить переключения при малой нагрузке, при которой нет необходимости в работе всех ветрогенераторов?
Ветрогенераторы. Что это?
Ветрогенераторы – это генераторы электрической энергии, предназначенные для превращения энергии ветра в электрическую. Сегодня ветрогенераторы – высокотехнологичное изделие мощностью от 1 КВт до 5000 КВт единичной мощности. Ветрогенераторы современных конструкций позволяют использовать экономически эффективно энергию даже самых слабых ветров – от 3 метров в секунду. С помощью ветрогенераторов сегодня можно не только поставлять электроэнергию в «сеть» но и решать задачи электроснабжения локальных или островных объектов любой мощности.
Как работает ветрогенератор?
Все очень просто, почти как и сотни лет назад. Набегающие потоки ветра на высоте башни ветрогенератора вращают лопасти ветрогенератора. Энергия вращения передается по валу ротора на мультипликатор, который в свою очередь вращает асинхронный или синхронный электрический генератор.
Minecraft: как создать ветряки правильно в Industrial Craft 2 experimental 1.7.10?
Широко распространены конструкции ветрогенераторов, не имеющих мультипликатора, что существенно увеличивает их производительность. При изменении направления ветра, механизм ориентации поворачивает башню ветрогенератора по ветру. Стабилизация вращения ветроколеса ветрогенератора достигается различными методами, один из которых – поворот лопастей или их фрагментов вокруг своей оси под углом к направлению ветра. Ветрогенераторы могут работать как по одиночке (единичный комплекс), так и группами (ветропарк). Часто один или несколько ветрогенераторов работают параллельно с дизель-генераторами в качестве средства экономии расходов на дизельное топливо.
Что дает ветрогенератор?
Приведем для ориентировки два примера:
Ветрогенератор мощностью 800 КВт при среднегодовой скорости ветра 6 м/с произведет за год 1.500.000 КВт часов электроэнергии, при среднегодовой скорости ветра 5 м/с – 1.100.000 КВт часов электроэнергии.
Ветрогенератор мощностью 2000 КВт при среднегодовой скорости ветра 6 м/с произведет за год 3.700.000 КВт часов электроэнергии, при среднегодовой скорости ветра 5 м/с – 2.300.000 КВт часов электроэнергии.
Где применяются ветрогенераторы?
Ветрогенераторы применяются в самых различных местах. Это открытые территории с хорошим ветропотенциалом, поля, острова, мелководье, горы. Как следствие энергетической политики в России – места, где подключение к существующим сетям дороже ветроэнергетического проекта или доставка дизельного топлива обходится дорого.
Какой силы ветер нужен для работы ветрогенератора?
Использование ветрогенератора экономически эффективно в местности со среднегодовой скоростью ветра от 3-4 м/с. Приближенно прикинуть, какова среднегодовая скорость ветра в Вашем регионе Вы можете, внимательно ознакомившись с Картой ветроресурсов России на нижеприведенном рисунке.
Почему ветрогенераторы надо применять?
Аргументов за применение ветроэнергетических установок множество. Вот основные из них:
1. Это независимый от внешних факторов источник электроэнергии. Своя электростанция.
2. После достижения срока окупаемости ветрогенератор требует затрат только на его обслуживание.
3. Применение ветрогенераторов позволяет до 80% сэкономить затраты на дизельное топливо в тех местах, где дизель – генераторы являются основным источником электроэнергии. Следовательно, экономятся расходы на хранение и транспортировку дизельного топлива и энергоснабжение таких объектов становится более независимым от случайных факторов.
4. Капитальные затраты на ветроэнергетический комплекс по сравнению с традиционными источниками электроэнергии достаточно низки. Ориентировочно это 1 300 Euro на 1 КВт установленной мощности «под ключ».
5. Сроки ввода в эксплуатацию ветрогенераторов достаточно коротки. После изготовления оборудования по заказу, поставка и монтаж длятся 1-2 месяца. В случае применения ветрогенераторов «с пробегом» срок поставки ограничивается 1-2 месяцами.
6. Ветроэнергетические установки не загрязняют окружающую среду. Этот аргумент становится все более актуальным при согласовании новых промышленных проектов в России.
Каких мощностей бывают ветрогенераторы?
Бытовые – от 1 КВт до 10 КВт и более. Если брать сразу промышленные ветрогенераторы, то мощностная линейка промышленных ветрогенераторов сегодня простирается от 100 КВт до 5000 КВт единичной установленной мощности. Ветрогенераторы устанавливают по одному или группами. в зависимости от того, какой мощности ветрогенераторы были рекомендованы в ходе проектирования.
Сколько это стоит?
Для грубой ориентировки можно применять некий ценовой стандарт. “Сетевой вариант” – условно 1200 Евро за 1 КВт установленной мощности “под ключ” при применении новых ветрогенераторов. “Ветродизельный вариант” – условно 1700 Евро за 1 КВт установленной мощности “под ключ” при применении новых ветрогенераторов. Более точную цифру стоимости того или иного ветроэнергетического проекта можно выяснить в ходе работы над т.н. “техническим предложением” – первым этапом проектирования.
Реновированные ветрогенераторы – что это такое?
Ветроэнергетическое оборудование может считаться одним из самых надежных, если не самым надежным, в энергетике. Причина тому не только высокие технологии, применяемые при его изготовлении, но и относительно небольшие нагрузки, которым оно подвергается. Поэтому ветрогенераторы исправно служат многие годы, часто превышающие 20 лет.
Поскольку каждый ветропарк, и каждый ветрогенератор привязаны к конкретному участку земли, целесообразно при достижении срока окупаемости конкретного проекта, то есть при возврате инвестиций, вложенных в него, и получении планируемой прибыли, заменять ветропарк или ветрогенератор на более мощные. Имеющиеся ветрогенераторы обычно находятся в исправном состоянии, и их целесообразно реализовать как «ветрогенераторы с пробегом» или «ветрогенераторы, бывшие в употреблении».
Мировой рынок такого оборудования в мире очень велик. Также велик и спрос на такое оборудование. Причина – большая загрузка компаний, производящих ветроэнергетическое оборудование. Как правило, лишь небольшая часть такого «б/у» оборудования уже демонтирована и находится на складе.
“Б/у” ветрогенераторы проходят предпродажную подготовку по специальным регламентам работ и становятся т.н. «реновированными». Обычно при реновировании проводят следующие работы: замена подшипников в редукторе независимо от их износа, дефектовка и ремонт шестерен редуктора, генератора, рамы, лопастей, покраска. После работ по реновированию ветрогенераторы отправляются к своему новому владельцу. Как правило, после продажи такого оборудования на него распространяется гарантия сроком в один год.
Сетевые ветрогенераторы?
Очень краткое пояснение о том,что такое “сетевые ветрогенераторы”. Практически все ветрогенераторы мощностью от 100 до 5000 кВт, предлагаемые в настоящее время на мировом рынке, относятся к так называемым сетевым турбинам. Это означает, что они могут работать только при наличии мощной внешней электрической сети, централизованной или локальной (например, создаваемой дизель-генератором). Это обусловлено тем, что ветровой поток никогда не бывает стабильным, его скорость меняется в течение минуты в широких пределах. Следовательно, ветрогенератору необходимо стабилизирующее звено, роль которого и выполняет внешний источник электрической мощности и частоты, сеть.
При какой скорости ветра начинает работать ветрогенератор?
С 3 м/с, заряжая батареи, и Вы уже можете потреблять электроэнергию. Но это только тогда, когда дует ветер, или продолжительность штиля не превышает 11 часов.
Как влияют высота мачты и диаметр ротора на выработку энергии?
Увеличение высоты мачты до 18-26 м позволяет повысить среднегодовую скорость ветра на высоте оси на 15-30% и тем самым повысить выработку энергии в 1,3-1,5 раза. Это особенно эффективно при среднегодовых скоростях ветра меньше 4 м/с. Высокая мачта также позволяет устранить влияние деревьев и построек. Мощность зависит от диаметра в квадрате.
Диаметр ротора выбирается исходя из среднегодовой скорости ветра. До 6-7 м /с выработка ротора 5 м выше, чем у ротора 4,2 м. При больших среднегодовых скоростях ветра выработка выравнивается.
Как осуществляется буревая и грозовая защита?
Ветрогенератор сконструирован так, что при более-менее сильном ветре плоскость ветроколеса поворачивается под углом к направлению ветра , а при буревом ветре (за 25 м/с) она поворачивается почти под 90 градусов, тем самым снижая нагрузку на себя. Это называется «поворотом в косой поток». Грозовая защита. Хвост расположен выше лопастей. Поэтому он выполняет роль молниеотвода.
Что значит – имеет/не имеет мультипликатора?
Мультипликатор- это редуктор, только наоборот. Он служит для того, чтобы увеличить скорость вращения оси, так как обычному электрогенератору нужна очень большая скорость – от 1500 об/мин.
А зачем мне дизель-генератор? Поставлю только ветрогенератор и буду получать электроэнергию.
К сожалению, мест, где ветер дует постоянно, на Земле не очень много, и если Вы в таком живете, Вас можно поздравить. Дизель-генератор необходим для того, чтобы служить Вам источником электроэнергии в те промежутки времени, когда ветра нет.
Есть ли от него шум, помехи?
Шумов и помех, нарушающих Ваш покой, нет. Ни низкочастотных, ни высокочастотных. Есть небольшой легкий свист и Вам он не причинит беспокойства. Также ветрогенератор не создает помех для TВ или сотовой связи.
Для чего мне инвертор?
Инвертор нужен для того, чтобы преобразовать электроэнергию, вырабатываемую ветрогенератором, в электроэнергию, соответствующую нашим стандартам : 200В/50 Гц.
Возможна ли установка ветрогенератора на крыше коттеджа, например, на кирпичной трубе?
На трубе поставить точно нельзя. При установке на крыше, надо рассчитывать крышу на прочность (скорее всего нельзя).
На что обращается внимание при установке ветрогенератора?
Основные моменты, на которые мы обращаем внимание: 1)среднегодовая скорость ветра; 2)высота построек и деревьев в районе расположения ветрогенератора; 3) грунты.
Можно ли использовать ветрогенератор в качестве резервного источника питания?
Конечно, можно. Но при наличии хорошего ветропотенциала целесообразнее использовать его как основной источник, а имеющуюся электросеть подключать через АВР (Автоматический ввод резерва), как резервный источник.
При использовании нескольких ветрогенераторов, как будет выглядеть принципиальная схема и как будут происходить переключения при малой нагрузке, при которой нет необходимости в работе всех ветрогенераторов?
При использовании нескольких ветрогенераторов отличие будет лишь в том, что несколько ветрогенераторов, каждый через свой отдельный регулятор заряда (РЗ), будет подключен на общую аккумуляторную батарею (емкость которой должна быть соответственно увеличена). Она в свою очередь – на соответствующей мощности инвертор. При малой нагрузке, когда батарея достигнет заряженного состояния, регуляторы заряда начнут переключать каждый свой ветрогенератор на балластные сопротивления. Данный процесс полностью автоматический.
Коэффициент востребованности 1 849
- ← Роль индустриализации в победе в войне
- Высоковольтные провода с нулевым сопротивлением для свечей зажигания →
Источник: xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai
Ветрогенератор для дома, как выбрать и что нужно знать
Энергию ветра люди научились использовать давно, тысячи лет уже известны ветряные мельницы и парусные системы. Она бесконечна и экологична, поэтому не удивительно что ее научились использовать в качестве альтернативных источников энергообеспечения.
Но, прогресс не стоит на месте, среди технических новинок этой области можно назвать ветрогенератор, высокотехнологичную установку, преобразовывающую потоки ветра в электрическую энергию.
Ветрогенератор для дома уже не редкость
Ветровые электростанции давно используют в промышленных масштабах. Но, сложность конструкции, а также сложность ее монтажа, не давали возможность использовать это оборудование в частных домах, как например солнечные панели.
Однако сейчас, с развитием технологий и увеличением спроса на “зеленую энергию”, ситуация изменилась. Производители наладили выпуск малогабаритных установок для частного сектора.
Принцип работы
Ветер вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора. В результате вращение в обмотках вырабатывается переменный ток. Для увеличение количества оборотов, а соответственно и количества выработанной энергии может использоваться редукторная передача (трансмиссия). Она же может блокировать вращение лопастей полностью, если возникнет такая необходимость.
Анемометр следит за направлением ветра и поворачивает установку положение при котором будет максимально эффективно работать ветряной поток.
Полученный переменный ток преобразуется в постоянный 220 Вт с помощью инвертора. Далее он поступает потребителю или, через контроллер заряда, на аккумуляторные батареи для накопления.
Виды ветрогенераторов и какой лучше для частного дома
На данный момент существуют два типа данной конструкции:
- С горизонтальным ротором.
- С вертикальным ротором.
Первый тип, с горизонтальным ротором. Такой механизм считается самым эффективным. КПД составляет примерно 50%. К минусом относиться необходимость минимальной скорости ветра от 3 м.в секунду, конструкция создает много шума.
Советы по выбору счетчика электроэнергии
Для максимально эффективной работы необходима высокая мачта, что, в свою очередь, усложняет монтаж и дальнейшее обслуживание.
Второй тип, с вертикальным. Ветрогенератор с вертикальным ротором имеет КПД не более 20%, при этом достаточно скорости ветра всего 1-2 м в секунду. При этом он работает значительно тише, уровень выделяемого шума не более до 30 дБ, и без вибрации. Не требует большого пространства для работы, при этом не теряя эффективность.
Для установки не требуется высокая мачта. Оборудование можно смонтировать на крыше дома даже своими руками.
Отсутствие анемометра и поворотного механизма, он совсем не нужен при такой конструкции, делает этот тип ветрогенератора более дешевым по сравнению с первым вариантом.
Видео обзор
Какую установку выбрать?
Прежде чем ответить на этот вопрос нужно понять ваши требование, финансовые возможности и приоритеты в эксплуатации.
Если вы хотите получать максимум электроэнергии и готовы тратиться на периодическое обслуживание генератора, выберите первый вариант. Вложив единоразово в высокую мачту, и оплатив 1 раз в 5-10 лет замену подшипников или масла, вы получите полную энергонезависимость, и даже, если вы живете в Украине или странах ЕС, сможете продавать излишки электричества.
Высокий уровень шума этой станции требует выбрать максимально удаленное от жилых зданий место. Это момент также нужно учитывать, потому что инфразвук не останется незамеченным вашими соседями.
Если хотите выполнить монтаж самостоятельно, например на невысокой мачте или даже крыше дома, стоят выбрать ветряк с вертикальным ротором. Таких механизмов можно установить несколько на ограниченной площади без потери эффективности их работы.
Чтобы получить эквивалентную выработку в отношении с первым вариантом, необходимо будет поставить 3 ветрогенератора этого типа. Однако, в ценовом эквиваленте получается примерно одинаковая сумма (при условии самостоятельного монтажа).
Сравним два вида ВЭУ
Видео обзор эксперта в области альтернативных источников энергии
Выбор размера ветряка
Подбирать размер этой установки нужно исходя из желаемого количества электроэнергии и скорости ветра, а также его плотности, в вашем регионе. Сразу нужно уточнить что расчет мощности будет производится для ветрогенератора заводского изготовления, не сделанного своими руками из подручных деталей.
Источник: vremya-stroiki.net
Альтернативные источники энергии. Часть 3 — Как оценить скорость ветра для ветрогенератора
Избранные главы из книги В. Германович, А. Турилин «Альтернативные источники энергии. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы».
Продолжение
Начало читайте здесь:
| Заказать книгу можно в интернет-магазине издательства |
1.2. Как оценить скорость ветра для ветрогенератора
Почему вообще важно знать скорость ветра?
Скорость ветра – это самый важный фактор, который влияет на количество энергии, вырабатываемой ветрогенератором.
Приведенная внизу табл. 1.3 показывает значения энергии ветра в стандартных условиях (сухой воздух, плотность – 1.225 кг/м 3 , атмосферное давление 760 мм рт. столба). Формула расчета количества энергии (определяется в Вт/м 2 ) выглядит следующим образом:
Р = 0.5 × 1.225 × V 3 ,
V – скорость ветра в м/с (по данным Датской ассоциации производителей ветротурбин)
| Таблица 1.3. | Значения энергии ветра в стандартных условиях |
Скорость ветра,
м/с
Мощность ветра на 1 м 2
площади ветрогенератора,
Вт/м 2
Что нужно учитывать при измерении скорости ветра на выбранном участке?
Прежде всего, нужно помнить, что скорость ветра зависит от следующих факторов.
Высота над уровнем земли. Близко к земле ветер замедляется за счет трения о земную поверхность. Для сельскохозяйственных полей и пустынных территорий при увеличении высоты над поверхностью земли в два раза наблюдается увеличение скорости ветра приблизительно на 12%.
Время года. В большинстве регионов наблюдаются значительные сезонные изменения ветровых потоков. Причем в зимние месяцы скорость ветра обычно выше, чем летом. Дневные изменения скорости ветра наблюдаются, как правило, вблизи морей и больших озер.
Утром солнце нагревает землю быстрее, чем воду, поэтому ветер дует в направлении побережья. Вечером же земля остывает быстрее, чем вода, поэтому ветер дует от побережья.
Характер земной поверхности. Холмы или горные хребты, находящиеся на открытом ландшафте, обычно считаются превосходным местом для ветряка. На холмах скорость ветра выше по сравнению с окружающей равнинной территорией.
Необходимо помнить, что ветер может менять свое направление прежде, чем достигнет холма, так как область высокого давления фактически расширяется на некотором расстоянии перед холмом. Также необходимо помнить, что турбулентность, значение которой резко увеличивается в случае крутого холма или его неровной поверхности, может свести на нет преимущества более высокой скорости ветра (см. рис. 1.2).
| Рис. 1.2. | Хорошие и плохие варианты размещения ветроэлектростанции |
Как определить среднюю скорость ветра на участке?
Есть несколько способов определения средней скорости ветра на участке.
Способ №1. Информация в сети Internet и официальных источниках
Есть несколько сайтов, которые мы можем использовать для определения средних скоростей ветра практически в любом регионе мира, например, http://firstlook.3tier.com.
Сайт бесплатно предоставляет информацию о ветре на высотах 20, 50 и 80 м.
Способ №2. Данные метеослужбы или местного аэропорта
Для получения данных о скорости ветра можно также обратиться в местную метеослужбу или аэропорт. При этом нужно помнить, что у данных, которые они предоставляют, есть некоторые особенности.
Усредненные данные. Обычно метеостанции округляют данные за некоторые промежутки времени, что не дает вам возможности увидеть картину сезонности или изменения скорости ветра в зависимости от времени суток.
Не всегда понятно, как трактовать показания применительно к вашему участку. Значительные расхождения в скорости ветра бывают при сдвиге измерительных приборов на 30–50 м в сторону, не говоря уже про расстояния в 2–5 километров и более. Также очень влияет разница ландшафта вашего объекта и ландшафта места, где находится метеослужба.
Высота замера. Скорость ветра может зависеть от высоты. Те данные, которые предоставляет метеослужба, обычно снимаются на высоте 10 м. Пройдется встать с кресла и отойти от компьютера, чтобы это узнать!
Способ №3. Замер скорости ветра в будущем месте установки портативной метеостанцией
Преимущества. Достоинством такого подхода является высокая точность данных. При проведении работ по замеру скорости ветра на месте установки, можно установить датчики портативной метеостанции на необходимую высоту. Также можно установить несколько портативных метеостанции в разных местах участка, чтобы определить наиболее ветреное место для монтажа. Данный способ является наиболее объективным и дает самые точные показания по скорости ветра в месте установки.
Недостатки. Длительность времени замера. Для проведения объективных замеров, необходимо устанавливать портативную метеостанцию на длительный срок – желательно не менее одного месяца. В идеальном варианте, портативная метеостанция должна снимать показания в течение целого календарного года, так как во всех регионах существует сезонность ветров (зимой, осенью и весной ветра сильнее). Короткий промежуток времени замера может не дать объективной информации.
Стоимость проведения работ. Стоимость работ по замеру скорости ветра портативной метеостанцией в месте установки стоит дороже, чем общие среднестатистические данные от местных государственных метеослужб. Если вы хотите установить портативную метеостанцию на длительный срок или использовать для нескольких объектов, то имеет смысл приобрести данную систему, а не арендовать ее.
Продолжение читайте здесь
Источник: www.rlocman.ru